Problema di fisica sul primo principio della termodinamica (con soluzione) - Infonotizia.it


Problema di fisica sul primo principio della termodinamica (con soluzione)



Testo dell’esercizio d’esempio

Una macchina in un piccolo residence fornisce l’acqua calda in uno dei suoi appartamenti; se il suo serbatoio contiene 60 litri di acqua a 20 °C ed è caratterizzato da una potenza di 2,0 kW, si provveda a calcolare la temperatura dell’acqua dopo che la macchina del residence è entrata in funzione da ben 50 minuti.

Soluzione dell’esercizio d’esempio usando il primo teorema della termodinamica

Rivediamo i dati:

60 l = 60 kg

T. iniziale = 20°C

Tempo = 50 minuti = 3000 secondi

Potenza = 2,0 KW = 2 x 10”’ J/t  (La potenza si definisce come il rapporto tra l’energia e il tempo)

Rivediamo la definizione di potenza:

Potenza = Energia/ tempo

Quindi possiamo dire che:

Energia = Potenza x tempo

Energia = 2,00 x 10”’ (Joule) x 3000 (Secondi)

L’energia è il calore assorbito dall’acqua, pertanto dalla legge fondamentale della calorimetria possiamo calcolare la temperatura raggiunta dall’acqua una volta passati 50 minuti di funzionamento dello scaldabagno:

Q = m x c x delta T

delta T = Q / (m x c) = 2,00 x 10”’ / (60 x 1 x 4,18) (dividendo per 4,18 convertiamo i joule in calorie) = 24°C

Pertanto la temperatura finale sarà pari a (20 °C+ 24 °C)

Temperatura finale = 44°C

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